Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 5: Cân bằng máy - Phạm Huy Hoàng
CHƯƠNG 5
CÂ N BẰNG MÁ Y
TS. PHẠM HUY HOÀNG
A. Hiện tượng mất câ n bằng và tá c hại
Khối tâ m ≠ Tâ m quay → Lực quá n tí nh → Tăng phản lực
Phần tăng thêm thay đổi về độ lớn, mặt phẳng và hướng tá c
dụng: Tải động - phụ → rung động và khô ng đủ bền
r
r
2
F = mw a
qt
m
a
2
maw
j
w
2
- maw
1
B. Câ n bằng vật quay
I. Vật quay có bề dày mỏng và Câ n bằng tĩnh
Kí ch thước hướng trục << Kí ch thước hướng kí nh → Toàn
bộ khối lượng tập trung trên một mặt phẳng
r
r
m r
+ m r
å
r
r
c c
i i
r
r
mr = m r
å
i i
m r = -mr
c c
i
i
m
m
2
m
c
c
r
i
r
r
r
2
r
r
i
r
m
r
n
r
r
n
r
m
m
r
1
m
1
Nguyên tắc câ n bằng tĩnh
Phâ n bố lại khối lượng trên mặt phẳng vật quay để khối tâ m
dời về tâ m quay.
r
r
m r
+ m r
å
c c
i i
r
r
mr = m r
å
i
i i
r
r
m r = -mr
i
c c
m
m
2
m
c
c
r
i
r
r
r
2
r
r
i
r
m
r
n
r
r
n
r
m
m
r
1
m
1
2
Cá ch câ n bằng tĩnh vật quay
- Cho lăn tự nhiên tới vị trí mà khối tâ m ở dưới cùng.
- Thêm khối lượng ở bá n kí nh đối diện khối tâ m / bớt khối
lượng ở bá n kí nh chứa khối tâ m cho đến khi khô ng lăn nữa.
Cá ch nay dễ làm nhưng ké m chí nh xá c nếu vật nặng, moment
ma sá t lớn.
II. Vật quay có bề dày lớn và Câ n bằng động
- Vật quay có bề dày lớn: Kí ch thước hướng trục đủ lớn →
Khô ng thể coi toàn bộ khối lượng tập trung trên một mặt
phẳng.
- Hiện tượng mất câ n bằng moment.
w
F
qt1
m
a
- a
m
F
qt2
3
Mất câ n bằng động = mất câ n bằng tĩnh + mất câ n bằng moment
- Nguyên tắc câ n bằng động:
m = m + m
i1 i2
i
l .m = l .m
i1 i1 i2 i2
r
qt
i
r
qt
r
qt
i2
F
i1
F
F
m
m
m
i
i1
i2
w
r
r
r
e
i
e
e
i
i
l
l
i2
i1
r
qt
r
i
2
F = m w e
i
i
r
qt
r
qt
r
qt
r
m = m + m
i1 i2
l .m = l .m
i1 i1 i2 i2
i1
i2
i
i
F = F + F
r
qt
r
i1
2
F = m w e
i1
i
r
i1
i2
qt
l .F = l .F
i1
i2
qt
r
r
i2
2
F
= m w e
i2
i
qt
r
qt
i
r
qt
r
qt
i2
F
i1
F
F
m
m
m
i
i1
i2
w
Quy đổi lượng
mất câ n bằng
về hai mặt
phẳng 1 và 2
rồi câ n tịnh
cho hai mặt
đó .
r
r
r
e
i
e
e
i
i
l
l
i2
i1
4
Ví dụ:
L
L
m
a
2m
y
a
x
a
z
m
m
m
m
m
m
m
2m
2m
m
m
m
Ví dụ:
m
y
x
z
2m
2m /3
m
m
m
m
m
m
m
2m
2m
2m
2m
2m /3
2m /3
2m /3
m
2m
5
Ví dụ:
m
a
2m
a
a
m
2m /3
m
a
2m
y
a
x
a
z
2m
m
2m /3
Má y câ n bằng động cổ điển:
6
Má y câ n bằng động hiện thời:
1
2
khớp nối
mềm
vật câ n
bằng
+ộng cơ
má y phá t
ổ
mềm
cảm biến
hiển thị lượng
mất câ n bằng
hiển thị vị trí
mất câ n bằng
7
8
9
10
11
12
13
14
15
C. Câ n bằng cơ cấu – Câ n bằng mó ng má y
I. Phương phá p khối tâ m: Phâ n bố khối lượng cá c khâ u để
khối tâ m cơ cấu cố định.
C
l
2
r
Ví dụ 1: Cơ cấu tay 4 khâ u bản lề
s
2
r
S
s
S
2
r
B
3
3
r
r
3
r
l
2
1
r
r
r
S
r
= s
1
r
r
r
1
1
l
3
m r +m2r2 +m3r3
r
S
1 1
r =
A
m +m2 +m
1
3
D
r
r
r r
l
r
r
r
4
m s +m2(l1 +s2 )+m3(l1 +l2 +s3)
r
1 1
r =
m +m2 +m3
1
r
r
r
r
r
r m s +(m2 +m3)l1 m2s2 +m3l2
m3s3
1 1
r =
+
+
m +m2 +m3
m +m2 +m3 m +m2 +m3
1
1
1
16
r
r
r
r
2 r
r
m1s1 + (m + m3 )l1 m2s + m3l2 m3s3
r2
r
=
=
= k(m1 + m2 + m3 )
l1
l2
l3
S
S
3
2
S
C
1
S
2
B
S
A
D
S
3
S
1
Ví dụ 2: Cơ cấu tay quay con trượt
r
s
2
l
1
r
r
r
l
2
= s
r
1
S
1
r
1
S
2
r
2
S
3
r
S
r
r
s
r
3
3
r
r
r
r
r
r
m1s1 + (m2 + m3 )l1
m1 + m2 + m3
m2 s2 + m3l2
m3 s3
r =
+
+
m1 + m2 + m3 m1 + m2 + m3
17
r
ì
(m2 + m3 )l1
r
r
1
s = -
r
ï
ï
í
1
ì
ï
m s + (m + m )l = 0
m1
1
1
3
2r
r
Û
í
r
ï
î
m2 s2 + m3l2 = 0
m3l
r
ï
s2 = -
ï
m2
î
S
2
S
3
S
S
1
C. Câ n bằng cơ cấu – Câ n bằng mó ng má y
II. Phương phá p từng phần: đối với cá c khâ u chuyển động
phức tạp, tá ch thành chuyển động quay và tịnh tiến rồi
câ n cho từng phần.
B
2
C
2
1. Phần quay
ì
ï
ï
î
m + m = m
2
í
B
C
m2 .s2 = m2 .(l2 - s2 )
C
2
m
A
j
m
2
C
l
w
l
1
S
2
B
2
m
B
18
l1
a3 »-l1w2(cosj+ cos2j)
2. Phần tịnh tiến
l2
l1
F »(m +mC)l1w2(cosj+ cos2j)
qt
3
2
2w
l2
m
a
a
w
2j
j
j
b
C
j
m
m
b
A
b
b
w
w
l2
l
1
a
2j
2w
B
m
a
D. Sự tự câ n bằng
I. Tự câ n bằng
Phâ n biệt khối tâ m G, tâ m quay O và tâ m hì nh học I.
Biến dạng của trục do độ cứng hữu hạn K.
O
e
w
F
O
I
G
qt
I
G
F =Ky & F =m(y+e)w2
qt
F =F ÞKy=m(y+e)w2
y
qt
19
y
2
F = F Þ Ky = m(y + e)w
qt
2
mew
e
e
K
m
Þ y =
=
=
w =
0
2
K
2
0
2
K - mw
w
w
-1
2
-1
mw
O
e
w
0
-e
w
F
G
qt
I
F
Thực tế chỉ cần
2-3 lần so với
w
gấp
là đủ
w
0
y
II. Biện phá p đạt tự câ n bằng
- Mềm hó a trục → giảm độ cứng → giảm ω0 → mau chó ng
đạt tự câ n bằng.
- Rã nh bi duy trì tự câ n
bằng khi có biến động tải.
w
0
20
20 trang
22400
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 5: Cân bằng máy - Phạm Huy Hoàng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_nguyen_ly_may_chuong_5_can_bang_may_pham_huy_hoang.pdf
